-->

Iklan

Evaluasi Motor Listrik Sebagai Penggerak Mobil Listrik

13 Januari, 2021, 09.40 WIB Last Updated 2021-01-13T02:41:14Z

PENGEMBANGAN konsep kendaraan Low-Cost Green Car (LCGC) dan zero emission menjadi fokus penelitian pada beberapa negara. Hal ini dilatarbelakangi cadangan bahan bakar minyak yang terus menurun dan bahaya pencemaran lingkungan. Motor listrik merupakan satu-satunya penggerak utama yang dapat diaplikasikan pada mobil listrik yang mengusung kedua konsep tersebut. Pada generasi awal pengembangan mobil listrik, motor DC menjadi solusi yang paling sesuai dikarenakan kemudahan pengoperasiannya dan pengaturan kecepatannya. Setelah teknologi kontrol vektor untuk motor induksi ditemukan dan dikembangkan, motor induksi mulai dipakai oleh beberapa pabrikan mobil listrik. Pada kontrol vektor, fluks dan torsi pada motor induksi dapat dikendalikan secara terpisah sehingga pengaturan motor induksi menyerupai motor DC. PMSM merupakan satu-satunya jenis motor listrik yang mampu menyamai motor induksi sebagai penggerak mobil listrik.

Namun, PMSM memiliki kekurangan yang sangat vital yaitu mudah mengalami kerusakan magnetisasi akibat panas atau reaksi armature, sehingga diperlukan penelitian lebih lanjut untuk mengaplikasikan PMSM pada mobi listrik. Motor listrik jenis SRM banyak digunakan pada mobil hybrid yang memadukan penggunaan mesin berbahan bakar minyak dengan motor listrik. SRM memiliki banyak kekurangan apabila diaplikasikan pada mobil listrik berskala kecil namun sangat sesuai untuk diaplikasikan pada mobil listrik berskala besar seperti bis.

Mobil listrik dewasa ini menjadi fokus riset tersendiri dalam pengembangan teknologi transportasi (Fard, Khajepour, Goodarzi, & Esmailzadeh, 2012), (Yaich, Hachicha, & Ghariani, 2015), (Saleki, Rezazade, & Changizian, 2017), (Sriwilai, Pattaraprakorn, Chutiprapat, Sansilah, & Bhasaputra, 2016). Konsep LCGC dan zero emission yang di tawarkan menjadi alasan utama pengembangan teknologi mobil listrik untuk menjawab kelangkaan bahan bakar minyak dan bahaya pencemaran lingkungan (Eisler, 2016), (BPPT, 2018). Pengembangan motor listrik seperti Permanent Magnet Synchronous Motor (PMSM), Switched Reluctanced Motor (SRM), motor induksi dan Brushless DC Motor (Hashernnia & Asaei, 2008), (Yang, Shang, Brown, & Krishnamurthy, 2015), (Jaya, et al., 2017), (Assegaf, Purwadi, Rachmilda, & Haroen, 2013) sebagai penggerak utama yang sesuai untuk mobil listrik menjadi fokus riset tersendiri.


Penggunaan motor listrik untuk mobil listrik telah banyak diteliti. Motor listrik jenis motor DC (termasuk motor brushless DC) digunakan pada mobil listrik dengan daya rendah (Hashernnia & Asaei, 2008). Jenis motor ini digunakan oleh produsen otomotive Peugeot yang berasal dari Perancis untuk Hybrid Electric Vehicle (HEV) yang diberi nama “Dynavolt”. Motor Induksi merupakan jenis motor listrik yang sesuai untuk mobil listrik dikarenakan tingkat kesiapan teknologi yang tinggi, kehandalan dan hampir tidak memerlukan perawatan. PMSM merupakan saingan utama dari motor induksi. Hal ini dikarenakan power density dan efisiensi yang tinggi serta lebih efektf dalam pendistribusian panas. 


Produsen mobil listrik yang menggunakan PMSM diantaranya Toyota, Honda dan Nissan. Motor listrik jenis SRM banyak digunakan pada kendaraan hibrid. Beberapa keuntungan dari SRM adalah : desain yang simpel, konstruksi motor yang kokoh, toleransi kesalahan, sistem kendali yang sederhana dan memiliki karakteristik torsi-kecepatan yang baik. Namun, SRM memiliki beberapa kerugian antara lain: noise yang dan ripple torsi yang tinggi dan topologi konverter yang khusus.


Publikasi ilmiah ini membahas mengenai jenis motor listrik yang dapat diaplikasikan sebagai penggerak mobil listrik. Penerapan motor induksi pada mobil listrik menjadi fokus utama bahasan publikasi ilmiah ini. Motor induksi dipilih dikarenakan keunggulan dan harga yang lebih murah dari jenis motor listrik lainnya. Selain itu perkembangan teknologi pengemudi kontrol vektor pada motor induksi membuat pengaturan motor induksi seperti motor DC. Hal inilah yang mendorong produsen mobil listrik Tesla beralih ke motor induksi sebagai penggerak utamanya.


Penggerak Mobil Listrik

Motor DC

Motor DC merupakan motor yang paling mudah digunakan pada mobil listrik  pada masa lalu. Hal ini dikarenakan kemudahan pada pengaturan dan memiliki fluks dan torsi yang terpisah. Namun, motor DC memiliki kerugian di sisi perawatan. Oleh karena itu, setelah perkembangan teknologi kendali vektor untuk motor AC (motor induksi) penggunaan motor DC untuk mobil listrik mengalami penurunan.


Motor Induksi

Motor induksi merupakan jenis motor listrik yang paling sesuai untuk mobil listrik. Motor induksi sangkar tupai merupakan jenis motor yang memungkinkan diaplikasikan pada mobil listrik. Hal ini dikarenakan kehandalan, ketahanan terhadap gangguan, tidak memerlukan perawatan yang intens dan kemampuan untuk bekerja pada lingkungan yang ekstrim (Hashernnia & Asaei, 2008), (Mehazzem, Nemmour, & Reama, 2017).


Keunggulan motor induksi dibandingkan motor DC antara lain : motor induksi hampir tidak memerlukan perawatan, harga motor induksi lebih murah daripada motor DC pada daya nominal yang sama, berat motor induksi lebih ringan dari motor DC, motor induksi lebih kokoh dari motor DC dan bekerja lebih baik pada kondisi lingkungan yang ekstrim, motor induksi dapat didesain untuk daya yang lebih tinggi dengan tegangan nominal sampai 25 KV serta kecepatan putar mencapai 50.000 rpm (Bitar & Jabi, 2014). Dewasa ini produsen mobil listrik Tesla menggunakan motor induksi sebagai penggerak utama Tesla Model S yang merupakan varian mobil listrik terbaik dan termahal (Sieklucki, 2018).


PMSM

PMSM merupakan satu-satunya motor listrik yang mampu menyamai motor induksi sebagai penggerak mobil listrik. PMSM memiliki beberapa keunggulan, diantaranya: berat keseluruhan dan ukuran PMSM lebih kecil sehingga memiliki power density yang tinggi, efisiensi yang lebih baik daripada motor induksi dan distribusi panas yang lebih baik daripada motor induksi. Kerugian dari PMSM adalah mudah mengalami kerusakan magnetisasi akibat panas atau reaksi armature.


SRM

Riset mengenai Hybrid Electric Vehicle (HEV) banyak menggunakan SRM sebagai penggerak utama. Hal ini dikarenakan konstruksi yang sederhana dan kokoh, toleransi kesalahan saat pengoperasian, metode kontrol yang sederhana dan karakteristik kecepatan-torsi yang baik. Bagaimanapun juga, SRM memiliki banyak kelemahan diantaranya: produksi acoustic dan electromagnetic-interference (EMI) noise, riple torsi, topologi konverter yang khusus dan riak arus bus yang berlebihan (Kiyota, Kakishima, Sugimoto, & Chiba, 2013), (Kumar & D.Susitra, 2016), (Zeraoulia, Benbouzid, & Diallo, 2006). Namun, SRM merupakan solusi yang sesuai untuk untuk penggunaan mobil hybrid sekala besar (Wang, Zhan, Ma, & Zhou, 2005).


Hasil dan Pembahasan

Penggunaan motor listrik pada dunia otomotive telah diaplikasikan pada beberapa tipe mobil hybrid maupun mobil listrik oleh sejumlah produsen seperti Toyota, Honda, BMW, Nissan, Peugeot dan Tesla seperti yang ditunjukkan pada Tabel 1. Motor DC digunakan produsen otomotive asal Perancis yaitu PSA Peugeot untuk mobil listrik merk Berlingo. Motor SRM digunakan oleh produsen asal Australia (Holden) untuk merk ECOmmdore. Produsen mobil listrik asal Jepang mayoritas menggunakan PMSM sebagai penggerak utama. Beberapa mobil listrik asal Jepang yang menggunakan PMSM adalah Nissan-Tino, Toyota-Prius dan Honda-Insight. Motor induksi digunakan oleh produsen mobil listrik asal Eropa dan Amerika seperti Renault-Kangoo asal Perancis, Chevrolet-Silverado asal USA, BMW-X5 asal Jerman dan yang terbaru adalah Tesla-Model S asal Sinted States of America (USA) seperti yang ditunjukkan oleh Gambar 1. Pengguanaan motor induksi pada beberapa pabrikan dilatarbekangi pengembangan teknologi kontrol vektor. Pada kontrol vektor, fluks dan torsi pada motor induksi dapat dikontrol secara terpisah seperti pada motor DC.[*/Red]

Komentar

Tampilkan

Terkini